CN100358682C - 热交换器受热面管道检测机器人 - Google Patents

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CN100358682C CNB200410035727XA CN200410035727A CN100358682C CN 100358682 C CN100358682 C CN 100358682C CN B200410035727X A CNB200410035727X A CN B200410035727XA CN 200410035727 A CN200410035727 A CN 200410035727A CN 100358682 C CN100358682 C CN 100358682C
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鲁守银
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吕强
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Abstract

本发明提供一种热交换器受热面管道检测机器人，它包括行走机构、固定在行走机构上的工作平台和安装在工作平台上的计算机、无线通讯装置、作业机械臂、驱动器及直流电源，还有一个远方监控器，其特点是所说的行走机构由四腿行走车架、滚轮和行走履带组成，滚轮安装在行走车架的腿上，由电机驱动，可使机器人沿着被检测管道纵向运动，行走履带通过刚性升降架固定在行走车架的上方。当伸缩升降架下降，将行走履带放下，与被测管道接触同时将滚轮抬起悬空，在电机的带动下，行走履带可以带机器人沿管道横向平移行走。本发明具有结构紧凑、体积小、检测效率高，适应性广的特点，能够完成对热交换器受热面管道的检测工作，可广泛用于工业锅炉检测等领域。

Description

热交换器受热面管道检测机器人
技术领域
本发明涉及的是一种工业用检测机器人，特别是用于工业锅炉受热面管道检测的机器人。
背景技术
锅炉受热面管道处于高温、高压、受磨损、受内外腐蚀的恶劣环境下工作，经常因受热面管道损坏而造成事故，为减少因锅炉受热面损坏而造成事故，锅炉检修时，受热面管道的检查就成为一项重要工作。以往都是组织人力，主要靠眼看，手摸来检查受热面管道的磨损、腐蚀情况及其它缺陷。由于炉内工作条件恶劣，给检查造成很大困难，尽管每次检修都是花费大量人力物力，但仍达不到完全彻底，因漏检而造成的事故时有发生。为提高受热面管道检查的效率和质量，英国杂志《Robotica》2003年第21期的文章A Novel Mobile Robot forFinned Tube Inspection公开了一种用于热交换器承压管道检测的机器人，该机器人的行走机构由沿管道轴线方向行走的12个小车轮和与管道轴线垂直方向行走的链条机构组成。12个小车轮固定在链条上，小车轮转动由内置电机驱动，结构很复杂，且只能在管道间距很严格一致时使用，使用很不方便。机器人采用柔性臂深入到管道中间的狭小空间检测受热面管道，因柔性臂没有刚性，调节不灵活，无法保证检测探头准确定位，不能保证检测工作的正常进行，给管道检测带来困难。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种能在工业锅炉内的恶劣环境下快速、高效的对受热面管道进行检测的机器人。
为实现发明目的，本发明提供一种热交换器受热面管道检测机器人，它包括行走机构、固定在行走机构上的工作平台和安装在工作平台上的计算机、无线通讯装置、作业机械臂、驱动器及直流电源，还有一个远方监控器。工作平台上的无线通讯装置接收远方监控器的指令，送入计算机，启动计算机程序，计算机程序控制驱动器启动行走机构走到规定位置，计算机程序再控制驱动器启动检测作业机械臂，对热交换器受热面管道进行检测，并将检测信息送回计算机处理后，再通过无线通讯装置传送到远方监视器。直流电源给计算机、驱动器、无线通讯装置、行走机构和检测作业机械臂供电，其特点是所说的行走机构由四腿行走车架、滚轮和行走履带组成，滚轮安装在行走车架的腿上，由电机驱动，可使机器人沿被检测管道的纵向运动，行走履带通过刚性伸缩升降架固定在行走车架的上方。当伸缩升降架下降时，将行走履带放下，行走履带与被测管道接触时将滚轮抬起悬空，在电机的带动下，行走履带就可以带机器人沿管道横向平移行走。
行走机构的滚轮通过伸缩轴固定在行走车架的腿上，伸缩轴长度可调，通过调节伸缩轴的长度，可以自由调节滚轮之间的距离，以适应不同间距、不同管径的受热面管道的检测。滚轮沿被测管道行走，滚轮与被测管道接触的表面为圆弧形，且表面涂有橡胶，以保证机器人行走平稳，同时避免对管道的磨损。
所说的作业机械臂是由刚性材料制成的刚性关节式作业机械臂，作业机械臂固定在工作平台上，与工作平台滑动连接，由电机驱动，可自由转动。作业机械臂的末端安装清扫器，还可根据需要安装管道表面图像扫描器或管道直径探测器或管道壁厚探测器。
作业机械臂由高强度、高绝缘强度的环氧玻璃布材料制成，通过电机驱动，其末端安装的清扫器、表面图像扫描器、管道直径探测器和管道壁厚探测器分别是清扫毛刷、CCD探头、应变片测直径探头和超声波探头。
本发明与已有技术比较，具有的有益效果是：采用刚性关节结构作业机械臂轻便灵活，动作准确，定位精度高，作业方位广，检测效率高。机器人行走机构结构简单紧凑，体积小。滚轮与行走履带分开固定，便于装卸和维护，能适用于电力、化工、冶金、纺织等行业的各种换热器受热面管子的检测。
附图说明
图1为本发明总体结构示意图、各标注号表示为：橡胶层1，滚轮2，套筒式伸缩轴3，行走履带4，行走车架5，工作平台6，无线通讯装置7，计算机8，驱动电机9，伸缩升降架10，直流电源11，驱动器12，作业机械臂13，CCD探头14，应变片测直径探头15，超声波探头16，清扫毛刷17。
具体实施方式：
下面结合附图对本发明做进一步详细说明：
行走机构由四腿行走车架5、滚轮2和行走履带4组成，滚轮2安装在行走车架5的四条腿上，由电机驱动，可使机器人沿被检测管道纵向运动。滚轮2的圆弧面涂有橡胶层1，通过套筒式伸缩轴3将滚轮2固定在行走车架5的腿上，长度可调，通过调整套筒式伸缩轴3的长度，可调节滚轮2两轮之间的距离。
行走履带4通过伸缩升降架10固定在行走车架5的上方。行走履带4与伸缩升降架10的可伸缩部分末端固定。伸缩升降架10的伸缩由驱动电机9驱动。
工作平台6固定在行走机构的行走车架5上，由行走机构带动移动。作业机械臂13固定在工作平台6上，与工作平台6滑动连接，由电机驱动，可自由转动。作业机械臂13的末端安装清扫毛刷17、CCD探头14或应变片测直径探头15或超声波探头16。
驱动器12固定在工作平台6的前端，其输入接口与固定在工作平台6后端的计算机8相连，输出接口与行走机构和作业机械臂相接。无线通讯装置7固定在工作平台6的后端与计算机8相连。直流电源11固定在工作平台6的中间位置，为计算机8、驱动器12、无线通讯装置7、行走机构和作业机械臂13供电。

Claims (6)

1.一种热交换器受热面管道检测机器人，它包括行走机构、固定在行走机构上的工作平台和安装在工作平台上的计算机、无线通讯装置、作业机械臂、驱动器、直流电源及远方监控器，其特征是：所说的行走机构由四腿行走车架、滚轮和行走履带组成，滚轮装在行走车架的腿上，由电机驱动，可使机器人沿被检测管道纵向运动；行走履带通过刚性伸缩升降架固定在四腿行走车架的上方，由电机驱动，当伸缩升降架下降，将行走履带放下与被测管道接触，同时将滚轮抬起悬空，在电机带动下，行走履带带动机器人沿管道横向平移行走。
2.根据权利要求1所述的热交换器受热面管道检测机器人，其特征是：所说的行走机构的滚轮通过套筒式伸缩轴固定在行走车架的腿上，套筒式伸缩轴长度可调，通过调整套筒式伸缩轴的长度，调节滚轮之间的距离。
3.根据权利要求2所述的热交换器受热面管道检测机器人，其特征是：所说的滚轮与被测管道接触的表面为圆弧形，且表面涂有橡胶层。
4.根据权利要求3所述的热交换器受热面管道检测机器人，其特征是：所说的作业机械臂是由刚性材料制成的刚性关节式作业机械臂，作业机械臂固定在工作平台上，由电机驱动，与工作平台滑动连接，可自由转动。
5.根据权利要求4所述的热交换器受热面管道检测机器人，其特征是：所说的作业机械臂的末端安装清扫器，还安装表面图像扫描器或管道直径探测器或管道壁厚探测器。
6.根据权利要求5所述的热交换器受热面管道检测机器人，其特征是：所说的作业机械臂由高强度、高绝缘强度的环氧玻璃布材料制成，其末端安装的清扫器、表面图像扫描器、管道直径探测器和管道壁厚探测器分别为清扫毛刷、CCD探头、应变片测直径探头和超声波探头。
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